Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l'ingénieur - JNGG' 2006 Lyon (France) RN122 DANS LE CANTAL. INVENTAIRE ET CARACTERISATION DE L ALEA LIE AUX MOUVEMENTS DE TERRAIN Sylvie NICAISE 1, Jacques RESTITUITO 1 1 Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées de Clermont-Ferrand, Clermont-Ferrand, France RÉSUMÉ La R.N. 122 dans le Cantal est largement exposée à l aléa «mouvement de terrain» en raison du contexte géologique, topographique et climatique. Pour améliorer la gestion de cet itinéraire sous l aspect de la sécurité une cartographie détaillée de cet aléa a été réalisée. Elle conduit à des propositions de surveillance, d entretien ou de travaux préventifs. 1. Présentation La route nationale 122 dans le département du Cantal entre Aurillac et Massiac est le siège de nombreux mouvements de terrain : glissements de terrain, éboulements rocheux et chutes de blocs. Étant donnée la géométrie de la route (chaussée étroite, peu ou pas de surlargeur en pied de talus), ces mouvements de terrain peuvent être dangereux pour les usagers de la route. Dans le cadre de la gestion de cet itinéraire, la Direction Départementale de l Équipement du Cantal nous a demandé de réaliser un inventaire et une caractérisation de l aléa lié aux mouvements de terrain. Les buts de cette étude ont été les suivants : - recenser toutes les instabilités connues ou supposées le long de cet itinéraire et leur affecter un niveau d aléa - réaliser une cartographie linéaire de l aléa en regroupant plusieurs évènements d aléa identique - proposer des solutions de gestion de l aléa, en introduisant une notion de délai de réalisation des opérations préconisées. 2. Géologie D Aurillac à Massiac, d ouest en est, le contexte géologique est très varié (cf. figure 1) mais se situe toujours au sein de versants à pentes fortes. Les traits principaux en sont les suivants : Session 3 - Risques naturels en zone montagneuse III - 65
S. Nicaise et J. Restituito. Figure 1. Extrait de la carte géologique à 1/1 000 000 (BRGM, 5 ème édition) D Aurillac à Vic sur Cère, la R.N. 122 s inscrit à mi-versant dans des formations essentiellement sédimentaires argilo-marneuses, plus ou moins remaniées et marquées par l érosion glaciaire. Le secteur est propice aux glissements de terrain, la plupart de taille réduite, mais des suspicions de mouvements plus importants mais anciens ne sont pas à écarter. De Vic-sur-Cère à Neussargues, la route nationale traverse la totalité du massif volcanique du Cantal avec des conglomérats volcaniques (brèches volcaniques plus ou moins hétérogènes) qui forment l essentiel des pentes et des coulées de basalte (sur les sommets des versants principalement). Les formations de pente colluvionnées et plus ou moins dérivées de l érosion glaciaire sont aussi très importantes. Ce secteur a été affecté par des glissements de terrain de toutes tailles (par exemple pour le plus volumineux, mais légèrement à l écart de la R.N. 122 le chaos de Casteltinet) mais aussi par des chutes de pierres fréquentes et des éboulements rocheux brutaux. On peut aussi signaler des phénomènes du type coulées de boues. Dans ce cas, outre les pentes, un facteur aggravant tient au climat, très arrosé dans cette partie du Cantal et froid avec cycles de gel-dégel. De Neussargues à Massiac, les formations volcaniques sont moins présentes, hormis les basaltes en sommet des plateaux, et la R.N. 122 suit le pied du versant de la vallée de l Alagnon dans une série rocheuse de gneiss, au sens large du terme, souvent altérés mais toujours très fracturés. Dans ce secteur le risque est associé à des chutes de blocs ou des éboulements rocheux qui peuvent être volumineux comme celui du Blancou qui a entraîné la fermeture de la R.N. 122 pendant 4 semaines en 1994. L absence ou la faible largeur des pièges à cailloux conduit à des trajectoires atteignant très fréquemment la chaussée. III - 66 Session 3 - Risques naturels en zone montagneuse
JNGG 2006 Lyon 3. Moyens mis en oeuvre D autres Laboratoires Régionaux ont déjà réalisé ce type d étude, notamment les LRPC de Nice et de Toulouse. Cependant, l itinéraire étudié présente des particularités, du fait des nombreux désordres qu il a connus par le passé, et du fait de la diversité des évènements recensés : glissements de terrain, coulées de boue, chutes de blocs, éboulements rocheux. Afin de tenir compte de ces spécificités, nous avons développé une méthode de travail comprenant un important travail de bibliographie qui a permis de retrouver les évènements anciens. En terme d investigation, nous avons analysé des photographies aériennes afin de tenir compte des évènements éloignés de la route, pas toujours visibles depuis la R.N. et avons effectué des relevés et des validations de terrain. 3.1. Bibliographie Nous avons procédé à un inventaire de tous les dossiers géotechniques relatifs à des instabilités le long de la R.N. 122 entre Aurillac et Massiac (figurant soit dans des bases de données, soit en consultation manuelle pour les dossiers les plus anciens). Des lettres et comptes-rendus ont aussi été recherchés ainsi que des données diverses comme des communications orales provenant des Subdivisions Territoriales de l Equipement. La R.N. 122 a changé plusieurs fois de nom : elle s est ainsi appelée R.N. 588 et R.N. 126, ce qui a rendu encore plus délicate la recherche documentaire. 59 références bibliographiques ont été reportées dans le dossier remis au client. 3.2. Examen des photographies aériennes Il a été effectué sur plusieurs missions de prise de vues mais en utilisant principalement la mission SPHAIR du 22 novembre 1993 Noir et Blanc à l échelle 1/5000. Cet examen de couples de photographies permettant l observation stéréoscopique a mis à contribution plusieurs photo-interprètes afin de recouper les indices observés. Lors de cet examen ont été recherchés les indices révélateurs des instabilités de pente (escarpements, bombements, contre-pentes, zones humides, moutonnements, escarpements rocheux, etc ), comme montré dans l exemple de la figure 2. Session 3 - Risques naturels en zone montagneuse III - 67
S. Nicaise et J. Restituito. 3.3. Prospection de terrain Figure 2. Exemple d interprétation d une photographie aérienne A partir des éléments bibliographiques et des indices révélés par l observation des photographies aériennes une prospection de terrain a été réalisée. Elle a conduit à valider et à préciser ces premières observations et à faire un repérage approximatif selon les points routiers de la R.N. 122. Des données supplémentaires ont aussi été acquises soit par observation directe, notamment des talus rocheux et de l état de la chaussée, soit par données concernant les chutes de blocs (relevés effectués depuis 2 ans par la Subdivision de l Equipement de Massiac). 4. Résultats obtenus et présentation des résultats L ensemble des informations recueillies a été synthétisé dans trois documents : - des tableaux analytiques avec recensement de tous les points et zones de la R.N. 122 où des instabilités sont à signaler III - 68 Session 3 - Risques naturels en zone montagneuse
JNGG 2006 Lyon - des cartes à l échelle de 1 pour 25 000 avec report de ces points et zones avec repérages des P.R. (sous forme d une série de planches au format A3) - des cartes à la même échelle avec un zonage selon des couleurs conventionnelles, jaune orange - rouge pour hiérarchiser et localiser l aléa sur l ensemble de l itinéraire. 4.1. Tableaux analytiques Les instabilités recensées ou supposées selon la méthode présentée ci-dessus sont détaillées dans des tableaux analytiques, dont on peut voir une illustration dans la figure 3 ci-après. Figure 3. Exemple de tableau analytique Dans ces tableaux figurent les données suivantes : - Numéro d ordre : c est un numéro d identification, croissant selon la progression des P.R. de la R.N. 122. Nous avons recensé 92 indices sans prétendre pour autant à l exhaustivité - P.R. : la localisation selon les P.R. de début et de fin a été faite sans implantation des points hectométriques. La précision des valeurs reportées et de l ordre de plus ou moins 50 m - Lieu-dit : il n est indiqué que pour certains indices et aide à la matérialisation des indices - Déblai/Remblai : D pour déblai, R pour remblai et versant ou falaise pour les indices situés au-dessus des talus sont les principales indications de cette colonne - Gauche/Droite : cette orientation se comprend dans le sens des P.R. croissants - Nature : cette colonne reprend la typologie de l événement selon le type de phénomène (glissement, éboulement, ) - Date-événement : dans la mesure du possible nous avons essayé de dater les indices selon leur manifestation connue par dossiers ou comptes-rendus. Les indices Session 3 - Risques naturels en zone montagneuse III - 69
S. Nicaise et J. Restituito. nouveaux, n ayant fait l objet d aucun enregistrement ne sont pas datés et considérés comme actifs actuellement - Niveau d aléa actuel : c est le niveau qui situe l occurrence de l aléa de rupture associé à l aléa de propagation et aux volumes concernés. Il tient compte de confortations éventuellement déjà mises en œuvre. Le code couleur correspond à celui employé pour la cartographie de l aléa (cf. paragraphe 4.3) - Confortation existante/mesures de protection : quand elles sont observables ou connues par des dossiers elles sont indiquées dans cette colonne - Actions à mener : il s agit de suggestions pour la gestion de certains évènements, en terme de surveillance, d entretien ou de travaux - Remarques : il y a notamment sous cette rubrique la référence de certaines photographies aériennes - Références bibliographiques : elles font aussi l objet d un report spécifique en annexe du dossier 4.2. Cartes de localisation des évènements Tous les évènements recensés dans les tableaux analytiques ont été reportés sur fond cartographique, à l échelle de 1 pour 25 000, comme présenté dans l extrait de la figure 4. Ce report s est fait via le logiciel VISAGE développé par le SETRA et grâce à l interface avec le système d information géographique MapInfo, VsMap. Figure 4. Exemple de carte d évènements III - 70 Session 3 - Risques naturels en zone montagneuse
JNGG 2006 Lyon 4.3. Cartographie de l aléa Les indices recensés représentent des points ou zones peu étendues plus ou moins rapprochés sur l itinéraire. Un regroupement a été réalisé pour aboutir à une cartographie de l aléa lié aux mouvements de terrain sur l ensemble de la R.N. 122. L extrapolation entre indices recensés a été faite sur les analogies du contexte morphologique et lithologique. Quatre niveaux d aléa ont été retenus, de l aléa nul ou très faible (pas de couleur) jusqu à l aléa très élevé (cartographié en rouge), comme on peut le voir sur la figure 5. 5. Conclusions Figure 5. Exemple de carte d aléa L inventaire de l aléa lié aux mouvements de terrain gravitaires, glissements et éboulements, le long de la R.N. 122 entre Aurillac et Massiac a conduit à individualiser 92 points ou zones. Il s agit soit d indices connus pour lesquels nous avons pu retrouver des dossiers grâce à un inventaire bibliographique, soit des suspicions de mouvements dont la potentialité devra être précisée. A partir de cet inventaire une cartographie de l aléa mouvement de terrain a été effectuée à la même échelle selon les analogies du contexte géologique et morphologique. Pour les zones où l aléa est le plus important, des propositions de gestion ont été faites au gestionnaire, sous forme de surveillance, de travaux d entretien ou d un traitement visant à réduire l aléa. La surveillance a été considérée selon trois niveaux (à poursuivre, à renforcer ou à créer) avec intervention d un représentant local extérieur. L entretien a été subdivisé entre des travaux Session 3 - Risques naturels en zone montagneuse III - 71
S. Nicaise et J. Restituito. courants ou des travaux spécialisés. Quant au traitement, il a pour but une réduction importante du niveau de l aléa. Cette étude devrait aussi déboucher sur une meilleure gestion de l aléa et un gain de sécurité pour les usagers. 6. Références bibliographiques Nicaise S., Restituito J. (2005) R.N. 122 entre Aurillac et Massiac Inventaire et caractérisation de l aléa lié aux mouvements de terrain. DDE 15 Calvino A. (2004) Méthodologie et caractérisation de l aléa éboulement sur itinéraire. LRPC Nice Guide Technique LCPC (1999) L utilisation de la photo-interprétation dans l établissement des plans de prévention des risques liés aux mouvements de terrain III - 72 Session 3 - Risques naturels en zone montagneuse